[發明專利]一種便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統和方法

有效

• 申請號: 201810076815.6
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108362651B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 楊臻垚;曹俊杰;卞殷旭
• 申請（專利權）人: 紹興柯橋睿宇光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01J3/28
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 解明鎧

1.一種便攜式無透鏡多光譜顯微成像方法，其特征在于，包括：

讀取不同發光元件工作狀態下的待檢樣品以及標定圖案的圖像數據；

根據標定圖案的圖像數據，校準當前發光元件的波長；

在待檢樣品與圖像傳感器多個不同距離上，分別獲取待檢樣品的圖像數據，所述待檢樣品與圖像傳感器之間的距離z_c，包括：

(1)預估z的范圍；

(2)利用黃金分割選擇法，在預估范圍內選擇50～500個z值；

(3)計算每一z值下偽復振幅分布的模值的導數的Gini系數，當GoG為最小時，選取對應的z₁；

在預估范圍下限至z₁范圍內，除z₁以外，找到GoG最小時對應的z_zuo；

在z₁至預估范圍上限范圍內，除z₁以外，找到GoG最小時對應的z_you；

(4)將z_zuo～z_you設為最新的z的范圍，重復步驟(2)和步驟(3)，直到z_you-z_zuo≤1um，此時的z₁即待檢樣品與圖像傳感器之間的距離z_c；

根據校準后的波長，利用不同距離上待檢樣品的圖像數據計算得到待檢樣品的重構光場，即得到樣品顯微圖像。

2.一種便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統，用于實施權利要求1所述的便攜式無透鏡多光譜顯微成像方法，所述便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統包括沿光路依次布置的光源照明模塊、移動載物臺和圖像傳感器，其特征在于，所述光源照明模塊包括多個不同中心波長的發光元件、合色棱鏡以及出射孔，多個發光元件的出射光從不同入射方向進入合色棱鏡后出射，再經由出射孔至所述移動載物臺；

在移動載物臺和圖像傳感器之間還設有標定板，該標定板帶有標定圖案以及透明區；所述圖像傳感器用于獲取標定圖案的圖像數據以校準發光元件的波長，還用于經由透明區獲取移動載物臺上待檢樣品的圖像數據；

所述移動載物臺包括：

載物板，該載物板上設有透明或鏤空形式的樣品放置區；

調節機構，用于驅動所述載物板改變與圖像傳感器之間的距離。

3.如權利要求2所述的便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統，其特征在于，所述調節機構包括螺紋配合的固定絲杠和調節螺母；

其中固定絲杠沿光線入射至圖像傳感器的方向布置有至少兩根，載物板活動的穿設在各固定絲杠上，調節螺母承托在載物板的下方。

4.如權利要求2所述的便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統，其特征在于，所述調節機構包括螺紋配合內、外套筒，內、外套筒的中心區域為光路通道，內、外套筒中一者為固定安裝，另一者的軸向端面承托在載物板的下方。

5.如權利要求2所述的便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統，其特征在于，所述發光元件為LED。

6.如權利要求2所述的便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統，其特征在于，還設有控制模塊，用于接收和處理來自所述圖像傳感器的圖像數據，經計算獲得樣品顯微圖像。

7.如權利要求6所述的便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統，其特征在于，還設有圖像顯示模塊，用于接收和顯示來自所述控制模塊的樣品顯微圖像。

8.如權利要求7所述的便攜式無透鏡多光譜顯微成像系統，其特征在于，所述控制模塊包括處理器和存儲器，存儲器中配置有以下指令模塊供處理器調用運行：

第一模塊，用于讀取不同發光元件工作狀態下的待檢樣品以及標定圖案的圖像數據；

第二模塊，用于根據標定圖案的圖像數據，校準當前發光元件的波長；

第三模塊，用于在待檢樣品與圖像傳感器在多個不同距離上，分別讀取待檢樣品的圖像數據，所述待檢樣品與圖像傳感器之間的距離z_c，包括：

(1)預估z的范圍；

(2)利用黃金分割選擇法，在預估范圍內選擇50～500個z值；

(3)計算每一z值下偽復振幅分布的模值的導數的Gini系數，當GoG為最小時，選取對應的z₁；

在預估范圍下限至z₁范圍內，除z₁以外，找到GoG最小時對應的z_zuo；

在z₁至預估范圍上限范圍內，除z₁以外，找到GoG最小時對應的z_you；

(4)將z_zuo～z_you設為最新的z的范圍，重復步驟(2)和步驟(3)，直到z_you-z_zuo≤1um，此時的z₁即待檢樣品與圖像傳感器之間的距離z_c；

第四模塊，用于根據校準后的波長，利用不同距離上待檢樣品的圖像數據計算得到待檢樣品的重構光場，即得到樣品顯微圖像。